一種igbt驅(qū)動裝置的制造方法
【專利摘要】本申請?zhí)峁┮环NIGBT驅(qū)動裝置，應用于三電平逆變電路，通過三個驅(qū)動電路板分別驅(qū)動三相IGBT模塊；每個驅(qū)動電路板包括電源單元及與IGBT模塊中IGBT個數(shù)相同的多個驅(qū)動單元；每個驅(qū)動單元中通過信號處理模塊接收控制系統(tǒng)輸出的電源信號與驅(qū)動信號，輸出光隔離驅(qū)動信號至驅(qū)動模塊；所述電源單元為每個驅(qū)動單元中的故障檢測模塊和驅(qū)動模塊供電；驅(qū)動模塊根據(jù)光隔離驅(qū)動信號和故障檢測模塊輸出的檢測信號控制相應的IGBT導通或關斷。IGBT驅(qū)動裝置采用分離元件構(gòu)成各個驅(qū)動電路板，無需現(xiàn)有技術(shù)中的集成驅(qū)動芯片，節(jié)約了集成成本；同時由分離元件構(gòu)成的各個驅(qū)動電路板在器件損壞時易維護，避免了現(xiàn)有技術(shù)中維護性差的問題。
【專利說明】
一種IGBT驅(qū)動裝置
技術(shù)領域
[0001 ] 本實用新型涉及IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣概雙極型晶體管)驅(qū)動技術(shù)領域，尤其涉及一種IGBT驅(qū)動裝置?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]IGBT具有驅(qū)動功率小、開關速度高、飽和壓降低及耐壓高等一系列優(yōu)點，成為電力電子裝置的首選功率器件。而在具體的實際應用中，IGBT的驅(qū)動電路設計則將直接影響 IGBT的運行性能。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，對于高壓大功率IGBT模塊的驅(qū)動電路，通常是由驅(qū)動模塊(如驅(qū)動光耦或concept驅(qū)動模塊)與外圍電路構(gòu)成，對于三電平逆變電路，則需要12個驅(qū)動模塊。
[0004]而12個驅(qū)動模塊集成成本較高，且由于驅(qū)動模塊集成在封裝內(nèi)部，造成模塊損壞時維護性差，因此合理設計三電平IGBT的驅(qū)動電路，對提高IGBT的可靠性非常重要?！緦嵱眯滦蛢?nèi)容】
[0005]有鑒于此，本實用新型提供了一種IGBT驅(qū)動裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中集成成本高且維護性差的問題。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型實施例提供的技術(shù)方案如下:
[0007]一種IGBT驅(qū)動裝置，應用于三電平逆變電路，包括:均與控制系統(tǒng)相連、且分別驅(qū)動三相IGBT模塊的三個驅(qū)動電路板;所述驅(qū)動電路板包括:電源單元及與所述IGBT模塊中 IGBT個數(shù)相同的多個驅(qū)動單元;所述驅(qū)動單元包括:信號處理模塊、驅(qū)動模塊及故障檢測模塊及;其中:
[0008]所述信號處理模塊的第一輸入端與所述控制系統(tǒng)相連，接收第一電源信號與驅(qū)動信號；
[0009]所述信號處理模塊的第一輸出端與所述驅(qū)動模塊的第一輸入端相連，輸出光隔離驅(qū)動信號;所述光隔離驅(qū)動信號為經(jīng)過光隔離后的驅(qū)動信號；
[0010]所述故障檢測模塊的第一輸入端與所述電源單元的第二輸出端相連，接收電源欠壓檢測信號；[〇〇11]所述故障檢測模塊的第二輸入端接收相應的IGBT短路檢測信號；
[0012]所述故障檢測模塊的第一輸出端與所述驅(qū)動模塊的第二輸入端相連，輸出檢測信號;所述檢測信號包括所述相應的IGBT短路檢測信號和所述電源欠壓檢測信號；
[0013]所述故障檢測模塊的第二輸出端與所述信號處理模塊的第二輸入端相連，輸出光隔離檢測信號，所述光隔離檢測信號為經(jīng)過光隔離后的所述檢測信號；
[0014]所述驅(qū)動模塊的輸出端與相應的IGBT的柵極相連；
[0015]所述驅(qū)動模塊的電源端及所述故障檢測模塊的電源端均與所述電源單元中相應的第一輸出端相連。
[0016]優(yōu)選的，所述驅(qū)動單元的個數(shù)和所述IGBT模塊中IGBT個數(shù)均為4。
[0017]優(yōu)選的，所述IGBT模塊中IGBT個數(shù)為4時，所述電源單元包括:兩個半橋隔離電路、 四個高頻變壓器及四個電平轉(zhuǎn)換電路;其中:
[0018]第一半橋隔離電路的輸入端和第二半橋隔離電路的輸入端均接收第二電源信號；
[0019]所述第一半橋隔離電路的輸出端分別與第一高頻變壓器的輸入端和第二高頻變壓器的輸入端相連；
[0020]所述第二半橋隔離電路的輸出端分別與第三高頻變壓器的輸入端和第四高頻變壓器的輸入端相連；
[0021]所述第一高頻變壓器的輸出端與第一電平轉(zhuǎn)換電路的輸入端相連；
[0022]所述第二高頻變壓器的輸出端與第二電平轉(zhuǎn)換電路的輸入端相連；[〇〇23]所述第三高頻變壓器的輸出端與第三電平轉(zhuǎn)換電路的輸入端相連；
[0024]所述第四高頻變壓器的輸出端與第四電平轉(zhuǎn)換電路的輸入端相連；
[0025]所述第一電平轉(zhuǎn)換電路的輸出端、所述第二電平轉(zhuǎn)換電路的輸出端、所述第三電平轉(zhuǎn)換電路的輸出端及所述第四電平轉(zhuǎn)換電路的輸出端分別為所述電源單元的四個第一輸出端。
[0026]優(yōu)選的，所述第一半橋隔離電路的輸入端和所述第二半橋隔離電路的輸入端均與所述信號處理模塊的電源端相連。
[0027]優(yōu)選的，所述電源單元還包括:輸入電源;所述輸入電源的輸出端分別與所述第一半橋隔離電路的輸入端和所述第二半橋隔離電路的輸入端相連，輸出所述第二電源信號。
[0028]優(yōu)選的，所述驅(qū)動模塊包括:依次相連的圖騰柱電路、互鎖電路、光耦隔離電路及功率放大器;其中:[〇〇29]所述圖騰柱電路的輸入端為所述驅(qū)動模塊的第一輸入端；
[0030]所述功率放大器的輸入端為所述驅(qū)動模塊的第二輸入端;所述功率放大器的輸出端為所述驅(qū)動模塊的輸出端；
[0031]所述互鎖電路還包括互鎖信號輸入端和互鎖信號輸出端。
[0032]優(yōu)選的，所述故障檢測模塊包括:IGBT短路檢測電路、電源欠壓檢測電路、光耦隔離電路及兩個基準電壓比較器;其中:[〇〇33]所述IGBT短路檢測電路的輸入端為所述故障檢測模塊的第二輸入端;所述IGBT短路檢測電路的輸出端與一個所述基準電壓比較器的輸入端相連；[〇〇34]所述電源欠壓檢測電路的輸入端為所述故障檢測模塊的第一輸入端;所述電源欠壓檢測電路的輸出端與另一個所述基準電壓比較器的輸入端相連；
[0035]兩個所述基準電壓比較器的輸出端均與所述光耦隔離電路的輸入端相連；
[0036]所述光耦隔離電路的輸入端為所述故障檢測模塊的第一輸出端;所述光耦隔離電路的輸出端為所述故障檢測模塊的第二輸出端。[〇〇37] 本申請?zhí)峁┮环NIGBT驅(qū)動裝置，應用于三電平逆變電路，通過三個驅(qū)動電路板與控制系統(tǒng)相連，并分別驅(qū)動三相IGBT模塊;其中每個所述驅(qū)動電路板包括電源單元及與所述IGBT模塊中IGBT個數(shù)相同的多個驅(qū)動單元;每個所述驅(qū)動單元中，通過信號處理模塊接收所述控制系統(tǒng)輸出的第一電源信號與驅(qū)動信號，并對所述驅(qū)動信號進行處理后輸出光隔離驅(qū)動信號至驅(qū)動模塊;所述電源單元分別為所述驅(qū)動單元中的故障檢測模塊和所述驅(qū)動模塊供電，同時輸出電源欠壓檢測信號至所述故障檢測模塊;所述故障檢測模塊接收所述電源欠壓檢測信號和相應的IGBT短路檢測信號，輸出檢測信號至所述驅(qū)動模塊，所述驅(qū)動模塊根據(jù)所述檢測信號和所述光隔離驅(qū)動信號控制相應的IGBT導通或關斷;所述故障檢測模塊輸出的光隔離檢測信號通過所述信號處理模塊發(fā)送至所述控制系統(tǒng)。所述IGBT驅(qū)動裝置采用分離元件構(gòu)成各個驅(qū)動電路板，無需現(xiàn)有技術(shù)中的集成驅(qū)動芯片，節(jié)約了集成成本； 同時由分離元件構(gòu)成的各個驅(qū)動電路板在器件損壞時易維護，避免了現(xiàn)有技術(shù)中維護性差的問題。【附圖說明】
[0038]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的實施例，對于本領域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。[〇〇39]圖1為本申請實施例提供的IGBT驅(qū)動應用的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040]圖2為本申請另一實施例提供的驅(qū)動電路板的結(jié)構(gòu)示意圖；[0041 ]圖3為本申請另一實施例提供的電源單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042]圖4為本申請另一實施例提供的驅(qū)動模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0043]圖5為本申請另一實施例提供的故障檢測模塊的結(jié)構(gòu)示意圖?！揪唧w實施方式】
[0044]下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。[〇〇45]本實用新型提供了一種IGBT驅(qū)動裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中集成成本高且維護性差的問題。[〇〇46]具體的，所述IGBT驅(qū)動裝置，應用于三電平逆變電路，如圖1所示，控制系統(tǒng)通過所述IGBT驅(qū)動裝置驅(qū)動U、V、W三相IGBT模塊，所述三相IGBT模塊分別輸出U、V、W三相電壓，用于驅(qū)動電機M。所述IGBT驅(qū)動裝置包括:均與所述控制系統(tǒng)相連、且分別驅(qū)動所述三相IGBT 模塊的三個驅(qū)動電路板;所述驅(qū)動電路板包括:電源單元及與所述IGBT模塊中IGBT個數(shù)相同的多個驅(qū)動單元，即IGBT模塊中IGBT的個數(shù)為4時，每個驅(qū)動單元可驅(qū)動三電平逆變電路中一相的四個IGBT，所述驅(qū)動單元的個數(shù)為4;所述驅(qū)動單元如圖2所示，包括:信號處理模塊101、驅(qū)動模塊102及故障檢測模塊103;其中:[〇〇47]信號處理模塊101的第一輸入端與所述控制系統(tǒng)相連，接收第一電源信號與驅(qū)動信號;信號處理模塊1 〇 1的第一輸出端與驅(qū)動模塊1 〇 2的第一輸入端相連，輸出光隔離驅(qū)動信號;所述光隔離驅(qū)動信號為經(jīng)過光隔離后的驅(qū)動信號；
[0048]故障檢測模塊103的第一輸入端與所述電源單元的第二輸出端相連，接收電源欠壓檢測信號；[〇〇49]故障檢測模塊103的第二輸入端接收相應的IGBT短路檢測信號；
[0050]故障檢測模塊103的第一輸出端與驅(qū)動模塊102的第二輸入端相連，輸出檢測信號;所述檢測信號包括所述相應的IGBT短路檢測信號和所述電源欠壓檢測信號；[0051 ]故障檢測模塊103的第二輸出端與信號處理模塊101的第二輸入端相連，輸出光隔離檢測信號，所述光隔離檢測信號為經(jīng)過光隔離后的所述檢測信號；[〇〇52]驅(qū)動模塊102的輸出端與相應的IGBT的柵極相連；[〇〇53]驅(qū)動模塊102的電源端及故障檢測模塊103的電源端均與所述電源單元中相應的第一輸出端相連。[〇〇54] 具體的工作原理為:
[0055]每個所述驅(qū)動單元中，通過信號處理模塊101接收所述控制系統(tǒng)輸出的所述第一電源信號與所述驅(qū)動信號，并對所述驅(qū)動信號進行處理后輸出光隔離驅(qū)動信號至驅(qū)動模塊 102;所述電源單元分別為故障檢測模塊103和驅(qū)動模塊102供電，同時輸出電源欠壓檢測信號至故障檢測模塊103;故障檢測模塊103檢測相應的IGBT的集電極和發(fā)射極之間的壓降， 并進行IGBT短路判定，同時對所述電源單元進行欠壓檢測，判定所述電源單元是否正常，并將所述檢測信號輸出至驅(qū)動模塊102,驅(qū)動模塊102根據(jù)所述檢測信號和所述光隔離驅(qū)動信號進行信號處理后通過線纜連接至相應的IGBT，控制相應的IGBT導通或關斷；故障檢測模塊103輸出的光隔離檢測信號通過信號處理模塊101發(fā)送至所述控制系統(tǒng)。[〇〇56]本實施例提供的所述IGBT驅(qū)動裝置，通過采用分離元件構(gòu)成各個驅(qū)動電路板，無需現(xiàn)有技術(shù)中的集成驅(qū)動芯片，節(jié)約了集成成本；同時由分離元件構(gòu)成的各個驅(qū)動電路板在器件損壞時易維護，避免了現(xiàn)有技術(shù)中維護性差的問題。[〇〇57]本實用新型另一實施例提供了另外一種IGBT驅(qū)動裝置，如圖1所示，包括:均與控制系統(tǒng)相連、且分別驅(qū)動U、V、W三相IGBT模塊的三個驅(qū)動電路板;所述驅(qū)動電路板包括:電源單元及與所述IGBT模塊中IGBT個數(shù)相同的多個驅(qū)動單元，S卩IGBT模塊中IGBT的個數(shù)為4 時，每個驅(qū)動單元可驅(qū)動三電平逆變電路中一相的四個IGBT，所述驅(qū)動單元的個數(shù)為4;所述驅(qū)動單元如圖2所示，包括:信號處理模塊101、驅(qū)動模塊102及故障檢測模塊103;其中: [〇〇58]信號處理模塊101的第一輸入端與所述控制系統(tǒng)相連，接收第一電源信號與驅(qū)動信號;信號處理模塊1 〇 1的第一輸出端與驅(qū)動模塊1 〇 2的第一輸入端相連，輸出光隔離驅(qū)動信號;所述光隔離驅(qū)動信號為經(jīng)過光隔離后的驅(qū)動信號；
[0059]故障檢測模塊103的第一輸入端與所述電源單元的第二輸出端相連，接收電源欠壓檢測信號；
[0060]故障檢測模塊103的第二輸入端接收相應的IGBT短路檢測信號；
[0061]故障檢測模塊103的第一輸出端與驅(qū)動模塊102的第二輸入端相連，輸出檢測信號;所述檢測信號包括所述相應的IGBT短路檢測信號和所述電源欠壓檢測信號；[0〇62]故障檢測模塊103的第二輸出端與信號處理模塊101的第二輸入端相連，輸出光隔離檢測信號，所述光隔離檢測信號為經(jīng)過光隔離后的所述檢測信號；[〇〇63]驅(qū)動模塊102的輸出端與相應的IGBT的柵極相連；[〇〇64]驅(qū)動模塊102的電源端及故障檢測模塊103的電源端均與所述電源單元中相應的第一輸出端相連。[〇〇65]可選的，如圖1所示，所述驅(qū)動單元的個數(shù)和所述IGBT模塊中IGBT的個數(shù)均為4。 [〇〇66]可選的，所述IGBT模塊中IGBT的個數(shù)為4時，每個所述驅(qū)動電路板中的4個所述驅(qū)動單元共用一個電源單元，所述電源單元如圖3所示，包括:兩個半橋隔離電路、四個高頻變壓器及四個電平轉(zhuǎn)換電路;其中:
[0067]第一半橋隔離電路312的輸入端和第二半橋隔離電路322的輸入端均接收第二電源信號；
[0068]第一半橋隔離電路312的輸出端分別與第一高頻變壓器313的輸入端和第二高頻變壓器323的輸入端相連；
[0069]第二半橋隔離電路322的輸出端分別與第三高頻變壓器333的輸入端和第四高頻變壓器343的輸入端相連；
[0070]第一高頻變壓器313的輸出端與第一電平轉(zhuǎn)換電路314的輸入端相連；
[0071 ]第二高頻變壓器323的輸出端與第二電平轉(zhuǎn)換電路324的輸入端相連；
[0072]第三高頻變壓器333的輸出端與第三電平轉(zhuǎn)換電路334的輸入端相連；
[0073 ]第四高頻變壓器343的輸出端與第四電平轉(zhuǎn)換電路344的輸入端相連；
[0074]第一電平轉(zhuǎn)換電路314的輸出端、第二電平轉(zhuǎn)換電路324的輸出端、第三電平轉(zhuǎn)換電路334的輸出端及第四電平轉(zhuǎn)換電路344的輸出端分別為所述電源單元的四個第一輸出端。
[0075]本實施例所述的電源單元如圖3所示，所述第二電源信號經(jīng)MOS管組成的第一半橋隔離電路312和第二半橋隔離電路322后給四個高頻變壓器的原邊供電，四個高頻變壓器的副邊通過各自相連的電平轉(zhuǎn)換電路進行電壓轉(zhuǎn)換后，為相應的驅(qū)動單元中的所述驅(qū)動模塊和所述故障檢測模塊提供供電電源;兩個半橋隔離電路能夠?qū)崿F(xiàn)弱電與強電的隔離，且每一路所述供電電源采用獨立的高頻變壓器，避免所述供電電源之間的串擾。
[0076]優(yōu)選的，第一半橋隔離電路312的輸入端和第二半橋隔離電路322的輸入端均與所述信號處理模塊的電源端相連。
[0077]所述電源單元接收的所述第二電源信號可以來自所述信號處理模塊，與所述信號處理模塊共用供電的電源;此時，所述第二電源信號可以與所述第一電源信號相同，也可以不同，此處不做具體限定，可以視其具體應用環(huán)境而定，均在本申請的保護范圍內(nèi)。
[0078]或者，如圖3所示，所述電源單元還包括:輸入電源301;輸入電源301的輸出端分別與第一半橋隔離電路312的輸入端和第二半橋隔離電路313的輸入端相連，輸出所述第二電源信號。
[0079]在具體的應用中，所述電源單元接收的所述第二電源信號還可以來自單獨的電源，比如輸入電源301;當然，此時的所述第二電源信號可以與所述第一電源信號相同，也可以不同，此處不做具體限定，可以視其具體應用環(huán)境而定，均在本申請的保護范圍內(nèi)。
[0080]本實用新型另一實施例提供了另外一種IGBT驅(qū)動裝置，如圖1所示，包括:均與控制系統(tǒng)相連、且分別驅(qū)動U、V、W三相IGBT模塊的三個驅(qū)動電路板;所述驅(qū)動電路板包括:電源單元及與所述IGBT模塊中IGBT個數(shù)相同的多個驅(qū)動單元，S卩IGBT模塊中IGBT的個數(shù)為4時，每個驅(qū)動單元可驅(qū)動三電平逆變電路中一相的四個IGBT，所述驅(qū)動單元的個數(shù)為4;所述驅(qū)動單元如圖2所示，包括:信號處理模塊101、驅(qū)動模塊102及故障檢測模塊103;其中:
[0081]信號處理模塊101的第一輸入端與所述控制系統(tǒng)相連，接收第一電源信號與驅(qū)動信號;信號處理模塊1I的第一輸出端與驅(qū)動模塊1 2的第一輸入端相連，輸出光隔離驅(qū)動信號;所述光隔離驅(qū)動信號為經(jīng)過光隔離后的驅(qū)動信號；
[0082]故障檢測模塊103的第一輸入端與所述電源單元的第二輸出端相連，接收電源欠壓檢測信號；
[0083]故障檢測模塊103的第二輸入端接收相應的IGBT短路檢測信號；
[0084]故障檢測模塊103的第一輸出端與驅(qū)動模塊102的第二輸入端相連，輸出檢測信號;所述檢測信號包括所述相應的IGBT短路檢測信號和所述電源欠壓檢測信號；
[0085]故障檢測模塊103的第二輸出端與信號處理模塊101的第二輸入端相連，輸出光隔離檢測信號，所述光隔離檢測信號為經(jīng)過光隔離后的所述檢測信號；
[0086]驅(qū)動模塊丨02的輸出端與相應的IGBT的柵極相連；
[0087]驅(qū)動模塊102的電源端及故障檢測模塊103的電源端均與所述電源單元中相應的第一輸出端相連。
[0088]可選的，如圖1所示，以所述IGBT模塊中包括4個IGBT為例進行說明，每個所述驅(qū)動電路板中包括4個所述驅(qū)動單元，每個所述驅(qū)動單元中包括一個所述驅(qū)動模塊，所述驅(qū)動模塊如圖4所示，包括:依次相連的圖騰柱電路401、互鎖電路402、光耦隔離電路403及功率放大器404;其中:
[0089]圖騰柱電路401的輸入端為驅(qū)動模塊102的第一輸入端；
[0090]功率放大器404的輸入端為驅(qū)動模塊102的第二輸入端；功率放大器404的輸出端為驅(qū)動模塊102的輸出端；
[0091 ]互鎖電路402還包括互鎖信號輸入端和互鎖信號輸出端。
[0092]本實施例提供的驅(qū)動模塊102如圖4所示，所述光隔離驅(qū)動信號經(jīng)由三極管組成的圖騰柱電路401，為光耦的驅(qū)動提高電路的負載能力?；ユi電路402的互鎖信號輸入端用于接收另一路IGBT的驅(qū)動模塊102的互鎖信號，其互鎖信號輸出端用于輸出本路IGBT的驅(qū)動模塊102的互鎖信號;在具體的應用中，可以通過互鎖電路402將圖1中所示的Ql與Q3的驅(qū)動信號互鎖，將Q2與Q4的驅(qū)動信號進行互鎖，避免4個IGBT直通短路。光耦隔離電路403采用光纖光耦進行驅(qū)動信號的隔離，其具備強高壓隔離能力，絕緣耐壓高達15kV，可實現(xiàn)電氣強電與弱電的可靠隔離，隔離后驅(qū)動信號與所述檢測信號進行互鎖，避免故障情況下驅(qū)動了相應的IGBT，互鎖后的信號經(jīng)過功率放大器403，提高驅(qū)動IGBT的能力。
[0093]可選的，如圖5所示，故障檢測模塊103包括:IGBT短路檢測電路501、電源欠壓檢測電路502、光耦隔離電路503及兩個基準電壓比較器504;其中:
[0094]IGBT短路檢測電路501的輸入端為故障檢測模塊103的第二輸入端；IGBT短路檢測電路501的輸出端與一個基準電壓比較器504的輸入端相連；
[0095]電源欠壓檢測電路502的輸入端為故障檢測模塊103的第一輸入端；電源欠壓檢測電路502的輸出端與另一個基準電壓比較器504的輸入端相連；
[0096]兩個基準電壓比較器504的輸出端均與光耦隔離電路503的輸入端相連；
[0097]光耦隔離電路503的輸入端為故障檢測模塊103的第一輸出端;光耦隔離電路503的輸出端為故障檢測模塊103的第二輸出端。
[0098]本實施例所述的故障檢測模塊103如圖5所示，其通過檢測相應的IGBT的集電極與發(fā)射極之間的壓降VCE，判斷IGBT短路與否，若VCE高于電路中設計的基準電壓，則會輸出代表短路故障的檢測信號；同時對所述電源單元進行欠壓檢測，若電源低于電路中設計的基準電壓，將會輸出代表電源欠壓故障的檢測信號;然后所述代表短路故障的檢測信號和所述代表電源欠壓故障的檢測信號可以通過光耦隔離電路503進行隔離傳輸至所述控制系統(tǒng)，以便及時的保護IGBT。
[0099]值得說明的是，現(xiàn)有技術(shù)中的驅(qū)動電路需要采用12路光纖進行驅(qū)動信號的傳輸。在三電平逆變電路應用場合下，驅(qū)動信號需要光纖隔離傳輸，12路光纖連接工藝比較復雜并且容易引入故障點。
[0100]而本實施例所述的IGBT驅(qū)動裝置，采用光纖光耦取代光纖進行驅(qū)動信號的隔離傳輸，解決光纖連接工藝復雜的問題，并提高了系統(tǒng)的可靠性。
[0101]以上僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，使本領域技術(shù)人員能夠理解或?qū)崿F(xiàn)本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種IGBT驅(qū)動裝置，其特征在于，應用于三電平逆變電路，包括:均與控制系統(tǒng)相連、 且分別驅(qū)動三相IGBT模塊的三個驅(qū)動電路板；所述驅(qū)動電路板包括:電源單元及與所述 IGBT模塊中IGBT個數(shù)相同的多個驅(qū)動單元;所述驅(qū)動單元包括:信號處理模塊、驅(qū)動模塊及 故障檢測模塊及;其中:所述信號處理模塊的第一輸入端與所述控制系統(tǒng)相連，接收第一電源信號與驅(qū)動信 號；所述信號處理模塊的第一輸出端與所述驅(qū)動模塊的第一輸入端相連，輸出光隔離驅(qū)動 信號;所述光隔離驅(qū)動信號為經(jīng)過光隔離后的驅(qū)動信號；所述故障檢測模塊的第一輸入端與所述電源單元的第二輸出端相連，接收電源欠壓檢 測信號；所述故障檢測模塊的第二輸入端接收相應的IGBT短路檢測信號；所述故障檢測模塊的第一輸出端與所述驅(qū)動模塊的第二輸入端相連，輸出檢測信號； 所述檢測信號包括所述相應的IGBT短路檢測信號和所述電源欠壓檢測信號；所述故障檢測模塊的第二輸出端與所述信號處理模塊的第二輸入端相連，輸出光隔離 檢測信號，所述光隔離檢測信號為經(jīng)過光隔離后的所述檢測信號；所述驅(qū)動模塊的輸出端與相應的IGBT的柵極相連；所述驅(qū)動模塊的電源端及所述故障檢測模塊的電源端均與所述電源單元中相應的第一輸出端相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的IGBT驅(qū)動裝置，其特征在于，所述驅(qū)動單元的個數(shù)和所述IGBT 模塊中IGBT個數(shù)均為4。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的IGBT驅(qū)動裝置，其特征在于，所述IGBT模塊中IGBT個數(shù)為4時， 所述電源單元包括:兩個半橋隔離電路、四個高頻變壓器及四個電平轉(zhuǎn)換電路;其中:第一半橋隔離電路的輸入端和第二半橋隔離電路的輸入端均接收第二電源信號； 所述第一半橋隔離電路的輸出端分別與第一高頻變壓器的輸入端和第二高頻變壓器 的輸入端相連；所述第二半橋隔離電路的輸出端分別與第三高頻變壓器的輸入端和第四高頻變壓器 的輸入端相連；所述第一高頻變壓器的輸出端與第一電平轉(zhuǎn)換電路的輸入端相連；所述第二高頻變壓器的輸出端與第二電平轉(zhuǎn)換電路的輸入端相連；所述第三高頻變壓器的輸出端與第三電平轉(zhuǎn)換電路的輸入端相連；所述第四高頻變壓器的輸出端與第四電平轉(zhuǎn)換電路的輸入端相連；所述第一電平轉(zhuǎn)換電路的輸出端、所述第二電平轉(zhuǎn)換電路的輸出端、所述第三電平轉(zhuǎn) 換電路的輸出端及所述第四電平轉(zhuǎn)換電路的輸出端分別為所述電源單元的四個第一輸出 端。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的IGBT驅(qū)動裝置，其特征在于，所述第一半橋隔離電路的輸入端 和所述第二半橋隔離電路的輸入端均與所述信號處理模塊的電源端相連。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的IGBT驅(qū)動裝置，其特征在于，所述電源單元還包括:輸入電源； 所述輸入電源的輸出端分別與所述第一半橋隔離電路的輸入端和所述第二半橋隔離電路 的輸入端相連，輸出所述第二電源信號。6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一所述的IGBT驅(qū)動裝置，其特征在于，所述驅(qū)動模塊包括:依次 相連的圖騰柱電路、互鎖電路、光耦隔離電路及功率放大器;其中:所述圖騰柱電路的輸入端為所述驅(qū)動模塊的第一輸入端；所述功率放大器的輸入端為所述驅(qū)動模塊的第二輸入端;所述功率放大器的輸出端為 所述驅(qū)動模塊的輸出端；所述互鎖電路還包括互鎖信號輸入端和互鎖信號輸出端。7.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一所述的IGBT驅(qū)動裝置，其特征在于，所述故障檢測模塊包括: IGBT短路檢測電路、電源欠壓檢測電路、光耦隔離電路及兩個基準電壓比較器;其中:所述IGBT短路檢測電路的輸入端為所述故障檢測模塊的第二輸入端;所述IGBT短路檢 測電路的輸出端與一個所述基準電壓比較器的輸入端相連；所述電源欠壓檢測電路的輸入端為所述故障檢測模塊的第一輸入端;所述電源欠壓檢 測電路的輸出端與另一個所述基準電壓比較器的輸入端相連；兩個所述基準電壓比較器的輸出端均與所述光耦隔離電路的輸入端相連；所述光耦隔離電路的輸入端為所述故障檢測模塊的第一輸出端;所述光耦隔離電路的 輸出端為所述故障檢測模塊的第二輸出端。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的IGBT驅(qū)動裝置，其特征在于，所述故障檢測模塊包括:IGBT短 路檢測電路、電源欠壓檢測電路、光耦隔離電路及兩個基準電壓比較器;其中:所述IGBT短路檢測電路的輸入端為所述故障檢測模塊的第二輸入端;所述IGBT短路檢 測電路的輸出端與一個所述基準電壓比較器的輸入端相連；所述電源欠壓檢測電路的輸入端為所述故障檢測模塊的第一輸入端;所述電源欠壓檢 測電路的輸出端與另一個所述基準電壓比較器的輸入端相連；兩個所述基準電壓比較器的輸出端均與所述光耦隔離電路的輸入端相連；所述光耦隔離電路的輸入端為所述故障檢測模塊的第一輸出端;所述光耦隔離電路的 輸出端為所述故障檢測模塊的第二輸出端。
【文檔編號】H02M7/483GK205657580SQ201620323201
【公開日】2016年10月19日
【申請日】2016年4月18日 公開號201620323201.X, CN 201620323201, CN 205657580 U, CN 205657580U, CN-U-205657580, CN201620323201, CN201620323201.X, CN205657580 U, CN205657580U
【發(fā)明人】張振華, 申大力, 田其金, 雷校堯
【申請人】蘇州英威騰電力電子有限公司